配電網(wǎng)智能調(diào)度運行面臨的關(guān)鍵技術(shù)探析

孫志恒 張浩 郝珈瑋 閻鼎

摘要：隨著社會的不斷進步國家對于電力的需求日益增大，在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的支持下智能化對于各行各業(yè)包括配電網(wǎng)系統(tǒng)而言已然是大勢所趨。本文首先從主要功能和系統(tǒng)原則兩方面入手，針對配電網(wǎng)智能調(diào)度運行的主要內(nèi)容進行簡單概述，隨之分別從在線分析實時監(jiān)測、電流控制預(yù)警輔助和態(tài)勢感知趨勢分析三方面就智能調(diào)度運行面臨的掛念技術(shù)進行分析。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng);智能調(diào)度;關(guān)鍵技術(shù)

在配電網(wǎng)運行過程中調(diào)度部門可謂是神經(jīng)中樞，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入推行智能電網(wǎng)不僅極大地促進了電力行業(yè)節(jié)約能源降低能耗，而且能夠有效提升電網(wǎng)系統(tǒng)運行的可靠性，是促進電力行業(yè)核心技術(shù)得以明顯提升的關(guān)鍵因素。

一、配電網(wǎng)智能調(diào)度運行主要內(nèi)容概述

（一）智能調(diào)度主要功能

配電網(wǎng)智能調(diào)度顧名思義即借助網(wǎng)絡(luò)科技自動化和智能化技術(shù)對電力資源結(jié)構(gòu)和運行重新整合優(yōu)化，以進一步提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和規(guī)范性。比如調(diào)度計劃、運行、方式、繼電保護以及通信自動化等都是當(dāng)下配電網(wǎng)智能調(diào)度運行不可或缺的重要功能。在配電網(wǎng)調(diào)度運行過程中量測信息的數(shù)量和質(zhì)量都是影響智能調(diào)度工作的重要因素，傳統(tǒng)調(diào)度環(huán)節(jié)往往是根據(jù)經(jīng)驗進行調(diào)度甚至存在“盲調(diào)”的現(xiàn)象，而智能調(diào)度技術(shù)能夠大大彌補以上缺點，對于多種元素的全局優(yōu)化提供了重要的技術(shù)支撐。不僅能夠結(jié)合配電網(wǎng)實際運行場景和趨勢，還能夠?qū)Χ嘣脩糌?fù)荷、多類型分布電源等進行全面感知和分析，隨之通過仿真計算和一定的調(diào)整進一步完成調(diào)度目標(biāo)的優(yōu)化過程。

（二）技術(shù)支持系統(tǒng)原則

在配電網(wǎng)智能調(diào)度運行的技術(shù)支持首先需要遵循安全可靠的基本原則，以電力二次系統(tǒng)安全防護的要求為例就是實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的便捷防護的準(zhǔn)則之一，比如以國產(chǎn)安全操作數(shù)據(jù)、證書技術(shù)、認(rèn)證技術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)為要求進一步加強關(guān)于信息安全和控制執(zhí)行權(quán)限等方面的管理，以提升智能電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。其次是先進使用原則，在配電網(wǎng)智能調(diào)度總體框架、圖形界面、應(yīng)用模塊以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計等諸多方面都需要在實用性的基礎(chǔ)上進行先進理念和技術(shù)的吸納應(yīng)用，以進一步增強電網(wǎng)系統(tǒng)的前沿性。另外還有開放與擴展、可管理易維護等原則也是智能調(diào)度運行的重要原則，綜合考慮配電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)后期的維護、擴容和升級等要求來避免系統(tǒng)進行大規(guī)模調(diào)整。

二、配電網(wǎng)智能調(diào)度運行關(guān)鍵技術(shù)分析

（一）在線分析實時監(jiān)測，提升問題解決效率

在配電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度運行過程中，借助智能調(diào)度的在線分析、辨別和實時監(jiān)測等技術(shù)能夠為整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運行提供了便利。首先就配電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)運行形式的安排而言需要進行系統(tǒng)負(fù)荷估測、輸變電裝置發(fā)電方案、檢修計劃等流程，其中不免會涉及到“n-2、n-3...”等計算量非常煩瑣的裝置安全問題，而SCADA/EMS、WAMS體系的在線計算功能不僅能夠有效解決計算量問題大大減少調(diào)度工作者的工作量，而且對于電網(wǎng)系統(tǒng)運行形式的分析效率也有極大地促進作用。再比如智能調(diào)度的在線辨別技術(shù)能夠有效保證配電網(wǎng)發(fā)電機、調(diào)速器、輸電線等重要元件設(shè)備參數(shù)的精確性，而實時動態(tài)監(jiān)測技術(shù)亦為電力系統(tǒng)的運行和控制操作獲取了大量準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)，監(jiān)測采集、數(shù)據(jù)測量以及補充記錄等技術(shù)支持都在很大程度上提高了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、事故預(yù)警和分析判斷能力的高校準(zhǔn)確性。

（二）電流控制預(yù)警輔助，加強電網(wǎng)運行管控

在配電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度運行工作中短路電流的防控工作也是必不可少的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的控制方法主要從調(diào)整電網(wǎng)組成、改變運行方式、高阻抗裝置的使用等方面入手，在該過程中往往需要作出大動作的調(diào)整，或者回路數(shù)量大大增加使得線路布局更為復(fù)雜，甚至?xí)黾泳W(wǎng)損進而影響配電網(wǎng)穩(wěn)定性，不僅會對運行性質(zhì)造成影響還帶來投入的增加。因此在智能調(diào)度系統(tǒng)運行中FCL技術(shù)的采用能夠有效解決上述問題，事故電流限制裝置在有意外事故發(fā)生的情況下會一改低阻抗或者零阻抗的狀態(tài)，進而轉(zhuǎn)變?yōu)樽杩乖龃鬆顟B(tài)，如此能夠大大降低對配電網(wǎng)運行穩(wěn)定的不良影響，是解決調(diào)度工作中短路電流防控工作的關(guān)鍵技術(shù)。另外預(yù)警和輔助決策技術(shù)也是促進電力系統(tǒng)正常運行的重要技術(shù)支撐，比如PMU同時性傳輸數(shù)據(jù)、測量相角的功能是綜合全面評估電力運行狀態(tài)的主要技術(shù)之一，充分融合SCADA數(shù)據(jù)為綜合評估奠定了強有力的數(shù)據(jù)支持，再比如PRONY技術(shù)對PMU傳入的動態(tài)數(shù)據(jù)進行低頻振蕩特點的在線分析技術(shù)也是電壓動態(tài)狀況的關(guān)鍵技術(shù)所在，一旦出現(xiàn)若阻尼情況及時標(biāo)注并提醒相關(guān)調(diào)度工作者，對于作出相應(yīng)的正確決策預(yù)案進行有效控制有極大地促進作用。

（三）態(tài)勢感知趨勢分析，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置

要素采集、多源信息融合以及態(tài)勢預(yù)測等態(tài)勢感知技術(shù)對于大范圍智能配電網(wǎng)的綜合預(yù)測有很好的促進作用。首先態(tài)勢要素采集主要涵蓋了分布式電源、發(fā)電用能有關(guān)氣象環(huán)境、配電設(shè)備、負(fù)荷檢測、以及用戶電量等諸多范圍，通過態(tài)勢要素采集能夠為配電網(wǎng)調(diào)度運行工作的預(yù)測、趨勢分析提供重要線索或元素。其次通過信息交換總線將不同的量測或控制系統(tǒng)所生成數(shù)據(jù)信息進行有機融合，一方面有效解決傳統(tǒng)調(diào)度運行過程中單種配網(wǎng)量測配置不足的現(xiàn)象，另一方面其冗余的量測數(shù)據(jù)對于實現(xiàn)配電網(wǎng)狀態(tài)估計也非常有利。最后對于配電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中發(fā)電、負(fù)荷和運行等綜合能量的綜合預(yù)測，可以有效彌補傳統(tǒng)對于獨立能量體功率預(yù)測能量過程中簡單疊加帶來的誤差累積問題，其高精度和精細(xì)化的預(yù)測技術(shù)可謂是現(xiàn)階段區(qū)域配電網(wǎng)實現(xiàn)能量控制必不可少的重要手段。配電網(wǎng)智能調(diào)度運行系統(tǒng)中的趨勢分析技術(shù)不僅可以從態(tài)勢感知、參數(shù)辨識、狀態(tài)分析進行設(shè)備運行狀態(tài)的趨勢分析，還能夠從斷面定義、負(fù)荷預(yù)測和越限監(jiān)視對饋線斷面運行趨勢進行分析，隨后從事故預(yù)想、狀態(tài)估計、安全分析方面針對系統(tǒng)運行趨勢狀態(tài)作出分析，前者結(jié)果是后者進行準(zhǔn)確分析的重要基礎(chǔ)，能夠為調(diào)度工作人員提供有利的決策參考。

三、總結(jié)

總之，隨之社會節(jié)能減排和能源互聯(lián)需求的不斷增加，配電網(wǎng)智能調(diào)度運行還需要不斷突破技術(shù)和管理問題，在未來的發(fā)展過程中進一步實現(xiàn)與各種非電能源的深度互聯(lián)，進而優(yōu)化配電網(wǎng)智能調(diào)度技術(shù)體系框架，實現(xiàn)未來用電智能化！

參考文獻(xiàn)：

[1]高志文.電網(wǎng)智能調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].集成電路應(yīng)用，2020，37（11）：172-173.

[2]程焯.智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)[J].電子技術(shù)，2020，49（08）：186-188.

[3]潘炫霖.智能配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].機電信息，2019（35）：32-33.